균열 편향 및 브리징 :소프트 쉘의 존재는 균열 편향과 브리징을 유발하여 전파 균열의 에너지를 효과적으로 소산시킬 수 있습니다. 균열이 코어-쉘 구조 단위를 만나면 세라믹 매트릭스를 통해 직접 전파하는 대신 코어와 쉘 사이의 인터페이스를 따라 편향되는 경향이 있습니다. 이 균열 편향 메커니즘은 재료의 인성을 높이는 데 도움이됩니다.
에너지 소산 :소프트 쉘은 소성 변형 또는 점탄성 변형을 겪을 수 있으며, 이는 에너지를 소비하고 균열 팁에서 응력 농도를 소비합니다. 이 에너지 소산 메커니즘은 균열 전파의 구동력을 줄이고 세라믹의 인성을 향상시키는 데 도움이됩니다.
위상 변환 강화 :경우에 따라 코어-쉘 구조 단위는 위상 변환 강화를 겪을 수 있습니다. 예를 들어, 코어가 준 안정 단계로 만들어지면 전파 균열의 응력 장에서보다 안정적인 단계로 변형 될 수 있습니다. 이 위상 변환은 부피 팽창을 유발하고 균열 팁 주위에 압축 응력을 생성 할 수 있으며, 이는 균열 전파를 효과적으로 정지하고 세라믹의 인성을 향상시킬 수 있습니다.
크랙 브리징 및 풀 아웃 :단단한 코어는 균열 표면을 연결하고 균열 개구부에 저항하는 브리지 역할을 할 수 있습니다. 균열이 코어-쉘 구조 단위를 함유하는 세라믹 매트릭스를 통해 전파 될 때, 강성 코어는 균열 표면을 연결하고 균열이 더 개구되는 것을 방지 할 수 있습니다. 또한, 소프트 쉘은 행렬에서 강성 코어의 풀 아웃을 촉진 할 수 있으며, 이는 또한 세라믹의 강화에 기여합니다.
이러한 강화 메커니즘을 결합함으로써 코어-쉘 구조 단위는 세라믹의 인성을 크게 향상시켜 골절과 손상에 더욱 저항 할 수 있습니다. 이것은 코어 쉘 구조 단위를 향상된 기계적 특성을 갖는 고급 세라믹 재료의 개발을위한 유망한 접근법으로 만듭니다.
